Je skriňa prevodovky vhodná na CNC obrábanie?

1. Vlastnosti materiálu a ťažkosti pri spracovaní skrine prevodovky
Výber materiálu pre skriňu prevodovky má priamy vplyv na to, ako dobre sa dokáže prispôsobiť technológia spracovania. Šedá liatina, hliníková zliatina a vysokovýkonné zliatiny- sú v súčasnosti jedny z najbežnejších materiálov. Tu sú niektoré z ich vlastností a problémov so spracovaním:
Šedá liatina (ako HT200)
Sivá liatina je tradične najlepším materiálom pre skrine prevodoviek ťažkých{0}}vozidiel, pretože je lacná, dobre tlmí nárazy a ľahko sa formuje. Ale najťažšia časť spracovania je:
Vibrácie pri rezaní: Šedá liatina má vo svojej štruktúre grafitové vločky, ktoré môžu pri rezaní vibrovať, takže povrch je príliš drsný;
Opotrebenie nástrojov: Vysoký obsah kremíka (2,5 % až 3,5 %) urýchľuje opotrebovanie nástrojov, preto je potrebné použiť nástroje CBN (kubický nitrid bóru) alebo nástroje potiahnuté silnou zliatinou-;
Póry a pieskové otvory v surovinách môžu spôsobiť oneskorenie spracovania alebo úniky oleja v dokončenom tovare. CNC online detekčný systém musí sledovať tieto problémy v reálnom čase.
Zliatiny hliníka ako ADC12 a 5052
Hliníková zliatina je v súčasnosti najpoužívanejším materiálom pre skrine prevodoviek automobilov, pretože je ľahká (jej hustota je len-tretinová v porovnaní so sivou liatinou), no ťažko sa s ňou pracuje, pretože:
Nie je dostatočne tuhá: Hliníková zliatina nie je veľmi pevná a môže zmeniť tvar, keď je opracovaná nahrubo. Aby ste udržali skreslenie pod kontrolou, musíte vykonať obrábanie v poriadku (napríklad najskôr vyfrézovať referenčný povrch a potom systém otvorov).
Citlivosť na tepelnú deformáciu: Teplo pri rezaní môže ľahko spôsobiť rozmerový posun, preto musíte používať reznú kvapalinu s nízkou teplotou (ako je emulzia) a riadiť rýchlosť vretena.
Vysoké kritériá pre kvalitu povrchu: Ak chcete dosiahnuť drsnosť povrchu pod Ra0,8 μm, musíte použiť vysokorýchlostné frézovanie- (rýchlosť vretena väčšia alebo rovná 8000 ot./min.) a presné vyvrtávanie.
Zliatiny s vysokým výkonom, ako sú hliníkové zliatiny 6061 a 7075
Ľudia bežne používajú hliníkovú zliatinu 6061-T6 alebo 7075-T6 na skriňu prevodovky moderných energetických automobilov, pretože chcú, aby bola pevnejšia a menej náchylná na hrdzavenie. Výzvou pri spracovaní týchto materiálov je:
Hliníková zliatina 7075 má tvrdosť HB150, čo znamená, že musíte použiť rezné nástroje s diamantovým{2}}poťahom alebo rezné nástroje PCD (polykryštalický diamant).
Hrúbka steny škrupiny môže byť tenká ako 2 až 3 mm a je potrebné ju spracovať prostredníctvom päťosového spojenia, aby sa znížil počet upnutí a zabránilo sa deformácii.
2. Hlavné výhody CNC obrábania a ako dobre je možné meniť kryt prevodovky
Digitálne riadenie v CNC obrábaní umožňuje vyrábať veci s vysokou presnosťou, vysokou účinnosťou a flexibilitou. Tieto výhody veľmi dobre zapadajú do potrieb výroby skríň prevodoviek.
Schopnosť vykonávať vysoko presné{0}}obrábanie
CNC obrábacie stroje dokážu spravovať veci s presnosťou na úrovni mikrometrov- (napríklad tolerancia apertúry ± 0,01 mm a koaxiálnosť menšia alebo rovná 0,02 mm). To spĺňa montážne potreby dôležitých častí skrine prevodovky, ako sú ložiskové otvory a otvory na prietok oleja. Jedna spoločnosť napríklad využíva päť{5}}osové obrábacie centrum na prácu na skrini prevodovky z hliníkovej zliatiny. Dokáže vykonávať viacero typov spracovania iba jedným upnutím, čo znižuje chybu koaxiálnosti z 0,03 mm na 0,01 mm a výrazne zlepšuje presnosť záberu ozubených kolies.
Schopnosť spracovávať zložité štruktúry
Skriňa prevodovky má často komplikované časti vrátane olejových rúrok, ktoré sa navzájom krížia, sústav závitových otvorov a rebier, ktoré ju robia pevnejšou. Tradičné obrábanie nie je veľmi efektívne, pretože je potrebné ho viackrát upnúť. S viac-osovým prepojením (ako sú päť{3}}osové obrábacie centrá) a vysokorýchlostnou technológiou frézovania- môže CNC obrábanie rýchlo vykonávať nasledujúce úlohy:
Napríklad 60° uhlový otvor na priechod oleja je príkladom obrábania diagonálnych otvorov. CNC obrábací stroj dokáže presne nastaviť uhol nástroja otáčaním osi A/C. Tolerancia priemeru otvoru je ± 0,05 mm a odchýlka uhla je menšia alebo rovná ± 0,5 stupňa.
Aby sa predišlo ohýbaniu tenkých stien z hliníkovej zliatiny, obrábanie tenkých stien používa ľahkú techniku ​​rezania (hĺbka rezu menšia alebo rovná 0,5 mm, rýchlosť posuvu menšia alebo rovná 0,1 mm/r) a prípravky s vysokou tuhosťou.
Obrábanie závitových otvorov: Frézovanie závitov, nie rezanie závitov, sa používa na vytváranie vysoko presných{0}} závitov s toleranciou priemeru závitu ± 0,02 mm alebo menej.
Schopnosť zmeniť výrobnú kapacitu
Vo fáze automobilového výskumu a vývoja sa dizajn musí robiť znova a znova a CNC obrábanie môže rýchlo prechádzať medzi rôznymi typmi schém obrábania skrine prevodovky, pretože k rýchlemu programovaniu (ako je softvér CAM, ktorý automaticky generuje G-kód) a modulárnemu dizajnu prípravku. Napríklad jedna spoločnosť skrátila čas potrebný na zmenu zo 4 hodín na 30 minút tým, že referenčný povrch upínadla bol rovnaký pre všetky produkty. To im pomohlo vyrobiť a otestovať mnoho rôznych typov a malých sérií.
Kontrola kvality a detekcia online
CNC obrábacie stroje môžu používať online detekčné nástroje, ako sú laserové skenery a súradnicové meracie zariadenia, aby mohli sledovať veľkosť a kvalitu obrábaného povrchu v reálnom čase. Napríklad pri rezaní skríň prevodoviek zo sivej liatiny laserový skener nájde chyby v polotovare, ako je pórovitosť, a automaticky zmení dráhu frézovania, aby sa vyhla chybnej oblasti. Súradnicový merací nástroj sa používa na náhodnú kontrolu dôležitých meraní (ako je rovinnosť povrchu krabice) počas výroby plášťov z hliníkovej zliatiny, aby sa zabezpečilo, že dávkové spracovanie je konzistentné.
3. Príklad priemyselnej aplikácie: Technológia skrine prevodovky sa zlepšuje vďaka CNC obrábaniu.
Spracovanie skrine prevodovky pre nové energetické autá
Spoločnosť vyrobila kryt reduktora pre nové energetické autá z hliníkovej zliatiny 6061. Má 12 otvorov so závitom M8, 3 naklonené otvory na prietok oleja (uhol 50 stupňov ± 0,5 stupňa) a výstužné rebrá s hrúbkou 0,5 mm. Optimalizáciou nasledujúceho CNC procesu:
Spracovanie v poradí: Najprv spracujte referenčný povrch a otvory. Potom približne spracujte spojovací povrch a ponechajte okraj 0,3 mm. Nakoniec presne spracujte závitové otvory a šikmé otvory pre priechod oleja.
Výber správnych nástrojov: PCD závitové frézy sa používajú na závitové otvory, zatiaľ čo silné zliatinové vrtáky s vodiacimi objímkami sa používajú na šikmé otvory pre olejové trasy.
Kontrola kvality: Päť percent vzoriek z každej šarže sa náhodne kontroluje na trojrozmerné meranie a hodnota CPK kritického rozmeru musí byť aspoň 1,33.
V konečnom dôsledku sa účinnosť spracovania zvýšila o 40 % a výťažnosť sa zvýšila z 85 % na 98 %.
Spracovanie skrine prevodovky pre ťažké-vozidlá
Skriňa prevodovky vyrobená istou spoločnosťou pre ťažké-nákladné vozidlá je vyrobená zo sivej liatiny HT250. Má ložiskové otvory s priemerom 120 mm (tolerancia ± 0,02 mm) a olejové kanáliky, ktoré sa navzájom krížia s minimálnym otvorom 8 mm. Optimalizáciou nasledujúceho CNC procesu:
Kontrola vibrácií: CBN rezné nástroje (materiál BN-S300) sa používajú na vysokorýchlostné frézovanie- (otáčky vretena 2000 ot./min), ktoré znižuje amplitúdu rezných vibrácií o 60 %.
Online detekcia: Laserový skener kontroluje polohu otvoru na priechod oleja v reálnom čase počas spracovania. Ak odchýlka prekročí limit, vykoná sa automatické nastavenie vypnutia.
Ošetrenie povrchu: Po spracovaní sa urobí brokovaním, aby bol povrch škrupiny pevnejší a dlhšie vydržal.
Čas potrebný na spracovanie jedného kusu sa nakoniec zvýšil z 12 hodín na 8 hodín a miera úniku oleja sa zvýšila z 3 % na 0,5 %.